Tế bào quang điện là gì? Ứng dụng trong hệ thống điện mặt trời

Tế bào quang điện là một trong những công nghệ giúp chuyển hóa quang năng thành điện năng. Nhờ đó, con người có thể khai thác nguồn tài nguyên mặt trời vô tận để phục vụ sinh hoạt, sản xuất. Hãy cùng tìm hiểu về tế bào quang điện và ứng dụng trong hệ thống điện mặt trời.

Tế bào quang điện là gì?

Tế bào quang điện (solar cell) chính là các phần tử cấu thành nên tấm pin mặt trời. Đồng thời, cũng là các phần tử bán dẫn có chức năng tạo ra dòng điện trực tiếp từ ánh nắng mặt trời (hiệu ứng quang điện).

Tế bào quang điện thường được tạo ra từ chất liệu silicon tinh thể. Bề mặt là các đường dẫn kim loại thu thập các electron. Mỗi một cell có thể tạo ra điện áp mạch hở tối đa 0.5 – 0.6V. Khi gộp 60-70 cell lại sẽ tạo thành tấm pin năng lượng.

So sánh các loại tế bào quang điện trong NLMT

Trên thị trường năng lượng mặt trời, các tấm pin chủ yếu có 2 loại phổ biến sau đây:

Đặc điểm	Pin Mono	Pin Poly
Cấu thành	Được làm từ silicon đơn tinh thể, độ tinh khiết cao	Được làm từ silicon đa tinh thể. Là loại silicon vuông đúc nóng chảy, làm mát và đông kết lại
Ngoại hình	Màu đen, có hình bát giác	Màu xanh, tấm vuông
Hiệu suất	Hiệu suất cao 20-25%	Hiệu quả thấp thấp hơn, từ 16-21%
Hệ số suy giảm hiệu suất	Chỉ ở mức 30-40% theo thời gian	Lên đến 50% theo thời gian sử dụng
Diện tích lắp đặt	Cần ít diện tích lắp đặt hơn do hiệu suất cao hơn	Cần nhiều diện tích lắp đặt hơn do hiệu suất thấp hơn
Vị trí lắp đặt	Hiệu suất cao dù ở khu vực bóng râm, nhiều mây, ít nắng	Tạo ra sản lượng điện tốt khi ở khu vực nhiều nắng
Giá thành	Quá trình sản xuất phức tạp, nguyên liệu cao cấp dẫn đến giá thành cao hơn	Sản xuất đơn giản nên giá thành rẻ hơn

 

Lựa chọn tế bào quang điện loại nào sẽ tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng. Nếu khách hàng chỉ sử dụng hệ công suất nhỏ, không yêu cầu cao thì pin Poly sẽ phù hợp hợn. Còn nếu muốn hệ thống năng lượng bền bỉ, hiệu suất cao thì nên dùng pin Mono.

Nguyên lý hoạt động của tế bào quang điện 

Tế bào quang điện có một cực âm và một cực dương. Nguyên lý tạo ra điện của tế bào quang điện có hoạt động như sau:

– Tế bào sẽ hấp thụ photon từ ánh sáng mặt trời và giải phóng electron

– Các electron sẽ được hấp thụ và đi qua các đường dẫn kim loại, sau đó tạo ra điện

– Các dây dẫn dương và dây dẫn âm sẽ hướng các electron di chuyển theo 1 hướng và tạo ra dòng điện có thể sử dụng.

Solar cell sẽ đảm bảo cho quá trình di chuyển của các electron không bị gián đoạn. Nhờ đó, sẽ tạo ra lượng điện càng nhiều càng tốt.

Solar cell và solar panel trong hệ điện mặt trời 

Solar panel là tập hợp các tế bào quang điện tạo thành. Thông thường, một tế bào quang điện chỉ có thể giải phóng lượng điện rất nhỏ. Khi gộp thành tấm pin tạo ra dòng điện cao hơn, đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng, mới phát huy hết công năng của solar cell.

Nói chung, solar panel hay tấm pin năng lượng mặt trời sẽ có công dụng khuếch đại, bảo vệ và điều khiển. Ngoài tạo dòng điện mạnh hơn, tấm pin còn có lớp vỏ bảo vệ như mô đun, kính cường lực sẽ giúp chống chọi trước thời tiết ngoài trời.

Dòng điện tạo ra bởi tế bào quang điện sẽ gửi qua tấm pin năng lượng. Sau đó, tiếp tục dẫn ra khỏi tấm pin và chạy tới biến tần, để chuyển đổi từ dòng điện một chiều thành xoay chiều. Lúc này, toàn bộ hệ thống solar panel, bao gồm tế bào quang điện sẽ phát huy hết công dụng như mong muốn,

Ứng dụng tế bào quang điện 

Trên thực tế, tế bào quang điện được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống, sản xuất.

– Cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại, cảm biến quang điện

– Ứng dụng cho các thiết bị chiếu sáng bằng năng lượng mặt trời

– Ứng dụng cho các thiết bị điện như đồng hồ, máy tính, sạc điện,…

– Sản xuất điện năng lượng mặt trời cho hộ gia đình, nhà máy điện, xí nghiệp sản xuất

– Sử dụng cho các phương tiện vận chuyển bằng điện

Tế bào quang điện được tạo ra như thế nào?

Các bước sản xuất tế bào quang điện cơ bản:

– Cắt các tấm silic thành miếng nhỏ có kích thước tương tự tế bào quang điện

– Dot (nhiễm) vật liệu bán dẫn sẽ thay đổi tính chất ban đầu, tạo ra 2 lớp riêng biệt tương ứng cực âm, cực dương. Từ đó, tạo ra môi trường điện tích

– Làm sạch và loại bỏ tạp chất trên tấm bán dẫn Silic

– Phủ lớp điện cực bằng hợp chất dẫn điện lên bề mặt tế bào

– Lắp ghép các tế bào quang điện lại thành tấm pin mặt trời, thu thập và sử dụng dòng điện.

Đây là một quy trình công nghệ phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật, độ chính xác cao. Do đó, khi chọn mua tấm pin, người mua nên lựa chọn sản phẩm từ công ty có nền tảng công nghệ tốt để đảm bảo chất lượng.

Tế bào quang điện và hệ thống điện mặt trời ngày càng hữu ích cho cuộc sống. Chúng tạo ra nguồn điện sạch mang đến hiệu quả kinh tế cao. Đồng thời, góp phần bảo vệ môi trường. Nếu bạn muốn tìm tấm pin mặt trời hiệu suất cao, hãy liên hệ GreenBlue để được tư vấn nhé.

Thông tin liên hệ

Tổng đài: (7:30 – 17:30)

Hotline:

Website: gbgroup.vn

Fanpage: GBGroup

Trụ sở: 46 Vũ Tông Phan, phường An Phú, Quận 2, TP.HCM